LED控制装置标准中主要安全要求的解析[2]

　　LED在开始工作时，不需要预热和触发脉冲；在正常工作时，可以在特低安全电压下工作，这些都是LED较其它气体放电光源来说独特的优点。为了充分利用LED的这些优点，设计性能优良的LED控制装置是保证照明LED 的优点得到充分发挥的重要工作。在进行LED控制装置的设计时，首先应根据GB19510.14/IEC61347-2-13 标准中6 章的分类要求，确定所设计的LED控制装置的类别。

　　（3）控制装置在短路或过载状态下最大温升值的限值

　　LED 控制装置在额定电源电压的0.94～1.06 倍处于短路或过载状态下最大温升值不得超过表2。


　　表2 短路或过载状态下的最大温升值

　　（4）控制装置的磁芯和绕组的周期试验

　　独立式安全特低电压 LED 控制装置的变压器（包括磁芯和绕组）要进行指定对应温度下的加热——潮态试验——振动——绝缘和耐压的10 个周期试验。试验样品为3 个，10 个周期试验完成后，只允许其中一个样品可发生绕组内部的短路情况，但不允许出现绕组对磁芯以及各绕组之间的击穿情况。

　　适用范围：

　　独立式安全特低电压 LED 控制装置适用于没有灯具附加防护的场合，如果具有合适的IP（防尘防水）等级，也可以直接安装在室外。此类控制装置一般可作为Ⅲ类灯具的电器箱部分，直接与Ⅲ类灯具配合使用。如果其输出电压控制在≤12V 时，可供游泳池和戏水池（普通人和灯具同在水中的情况）用灯具直接使用。

　　（二）调光

　　调光是满足人们对各时间段内的不同照明需求的重要功能。各类人造光源的调光特性简述如下：

　　1.各类荧光灯以及所配备的调光电子镇流器一般应在满功率位置上启动荧光灯，否则将会造成灯不易启动或明显损害灯的寿命。另外，当荧光灯输出功率由强到弱调整时，灯电弧电流的减小会造成的灯阴极温度的下降，使灯阴极达不到电子逸出功的温度（1000K～1100K），只有在电弧电流下调的同时相应加大灯丝电流才能避免灯阴极温度太低而造成的灯寿命下降。尽管这样，由于灯低气压放电灯的负阻特性，当荧光灯功率下调时，灯管的电压将明显升高，当灯管处于很小功率输出时，灯管电压的大幅上升将使系统不能正常稳定地工作，所以各类低气压放电荧光灯调光范围一般只能在20％～100％范围，并且随着灯功率的下降，系统效率也明显下降，而且一般还不能保证小功率输出时不损害灯的寿命。

　　2.各类高强度气体放电灯（高压钠灯，石英金卤灯，陶瓷金卤灯等）简称HID 以及所配合的电子镇流器一般也需在满功率位置上启动，另外当灯的工作状态稳定时才适合调光。当HID 灯的功率下降时，电弧管内的气压也随之下降，灯的效率也会随之下降，所以HID灯的调光范围基本控制在50％～100％范围内，否则将使HID 灯在低功率输出时，系统效率大大下降。尤其是石英管芯的金卤灯，当其电弧功率下降时，电弧管内的气压也明显下降，这将明显造成汞放电的紫外成份增大，使光输出成份中的紫外分量超标，此时如果没有灯具相应的防护措施，必将明显造成对被照射的人和物的紫外危害。

　　3.在迄今为止的各类人造光源中，LED 是最适合于在调光状态下工作的，其宽广的动态工作范围只要求控制流过其的工作电流就能方便地并且在不损害其寿命的前提下实现0～100％的调光。另外，LED 也是各类人造光源中，唯一具有与控制电路配合且当输出功率减小时，光效反而升高的产品。

　　LED 这种优良的调光特性，使人们都跃跃欲试地想尝试制造各种具有调光功能的LED控制装置来实现调光。但在调光LED 控制装置的设计时，必须注意LED 控制装置中控制电路与主电路的隔离绝缘问题。一般的具有调光功能的LED 控制装置，在其控制端都采用一个低压直流电压源（一般为0～10V）来实现控制（外接一个调光电位器本质上也是利用控制装置的内部电路，实现调整直流电压来控制调光的功能）。科技的进步使人们都广泛采用电脑及相应的配套电路来实现调光的自动化，如果我们采用各种昼光、红外、声控等感应器再配有智能化的电脑控制网络，把电脑端口直接连接到LED 控制装置的控制端就能实现既有舒适照明，又能自动节电的效果，这将是LED 照明发展的一个重要方向，但这一系统中，如果控制装置内部的电源电路和控制电路发生电连接或击穿，将会使电源电压“窜入”到低压控制系统中，这将严重危及人们的防触电安全性。为此，国际国内有关灯的控制装置标准中特别规定了“控制端子与电源电路之间起码具有基本绝缘，当控制端子声称能直接连接安全特低控制电压（SELV）时，则控制装置内控制电路与电源电路之间应具有强化绝缘功能”。
这意味着，具有调光功能的LED 的控制装置，其内部控制电路与电源电路之间在线路板上、元器件之间以及具有隔离作用的变压器内部的爬电距离、电气间隙、抗电强度都要达到基本绝缘或强化绝缘的指标要求。在这一方面，采用光电隅合器和合适的隔离变压器是解决这一问题的较好方案。

　　注：作为强化绝缘的变压器内隔板或光电隅合器的光/电器件间的绝缘物质厚度应≥0.4mm。

　　（三）LED 控制装置雷电防护方面的问题

　　图 1 是LED 的道路灯具采用的一个LED 控制装置（驱动电路）的电路图，在目前LED道路灯具中80％左右都采用这一电路。这一电路在电磁兼容的功能方面，采用了有源功率因数校正电路和共模、差模滤波电路，所以其谐波和电源端子干扰（EMI）等指标都能可靠达到标准要求。但在兼顾安全和防雷电干扰方面却存在明显的缺陷。



　　图1 目前普遍采用的LED 控制装置（驱动电路）的电路图